ଚୟନ ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ସନ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ PV ସିଷ୍ଟମ ପାଇଁ ଚୟନ - SPD ର ପ୍ରକାର

ଫଟୋଭୋଲଟାଇକ୍ (PV) ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଉତ୍ପାଦନ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତିର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ଉତ୍ସ ଏବଂ ପାରମ୍ପରିକ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଉତ୍ପାଦନ ତୁଳନାରେ ଆର୍ଥିକ ଦୃଷ୍ଟିରୁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ପ୍ରତିଯୋଗିତାମୂଳକ। ଛାତ ଉପରେ ସୌର ପ୍ୟାନେଲ୍ ଭଳି ଛୋଟ ବଣ୍ଟନିତ PV ସିଷ୍ଟମ୍ କ୍ରମଶଃ ଲୋକପ୍ରିୟ ହେବାରେ ଲାଗିଛି। ଛାତ ଉପରେ PV ସିଷ୍ଟମ୍ 1500V ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଭୋଲଟେଜ୍ ସହିତ AC ଏବଂ DC ବିତରଣ ଉଭୟକୁ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ କରେ। DC ପାର୍ଶ୍ୱ, ବିଶେଷକରି PV ପ୍ୟାନେଲ୍, ଉଚ୍ଚ ବିପଦପୂର୍ଣ୍ଣ ଅଞ୍ଚଳରେ ବଜ୍ରପାତର ସିଧାସଳଖ ସମ୍ମୁଖୀନ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କୁ ବଜ୍ରପାତ କ୍ଷତିର ସମ୍ମୁଖୀନ ହେବାକୁ ଦୁର୍ବଳ କରିଥାଏ।

ବଜ୍ରପାତ ବିପଦ ଉପରେ ଆଧାରିତ କୋଠା ପାଇଁ ବଜ୍ରପାତ ସୁରକ୍ଷାକୁ ବାହ୍ୟ ସୁରକ୍ଷା (ବଜ୍ରପାତ ସୁରକ୍ଷା ପ୍ରଣାଳୀ, LPS) ଏବଂ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ସୁରକ୍ଷା (ବଜ୍ରପାତ ସୁରକ୍ଷା ମାପ, SPM) ରେ ବିଭକ୍ତ କରାଯାଇଛି। ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ସୁରକ୍ଷାର ଏକ ଅଂଶ ଭାବରେ, ବାୟୁମଣ୍ଡଳୀୟ ବଜ୍ରପାତ କିମ୍ବା ସ୍ୱିଚିଂ କାର୍ଯ୍ୟ ଯୋଗୁଁ ହେଉଥିବା କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଅଧିକ ଭୋଲଟେଜ ବିରୁଦ୍ଧରେ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ ସର୍ଜ ସୁରକ୍ଷା ଉପକରଣ (SPD)। ସୁରକ୍ଷିତ ଉପକରଣ ବାହାରେ SPD ଗୁଡ଼ିକ ସ୍ଥାପିତ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ ମୁଖ୍ୟତଃ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିଥାଏ: ଯେତେବେଳେ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବ୍ୟବସ୍ଥାରେ କୌଣସି ଉଚ୍ଛେଦ ନଥାଏ, SPD ଏହା ସୁରକ୍ଷା କରୁଥିବା ସିଷ୍ଟମର ସାଧାରଣ କାର୍ଯ୍ୟକୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ପ୍ରଭାବିତ କରେ ନାହିଁ। ଯେତେବେଳେ ଏକ ଉଚ୍ଛେଦ ହୁଏ, SPD କମ୍ ପ୍ରତିବାଧା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଉଚ୍ଛେଦ କରେଣ୍ଟକୁ ନିଜ ମାଧ୍ୟମରେ ବିବର୍ତ୍ତନ କରେ ଏବଂ ଭୋଲଟେଜକୁ ଏକ ସୁରକ୍ଷିତ ସ୍ତରକୁ ସୀମିତ କରେ। ଉଚ୍ଛେଦ ଚାଲିଯିବା ପରେ ଏବଂ ଯେକୌଣସି ଅବଶିଷ୍ଟ କରେଣ୍ଟ ଶେଷ ହେବା ପରେ, SPD ଏକ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିବାଧା ସ୍ଥିତିକୁ ଫେରିଯାଏ।

୧. ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟିଭ୍ ଡିଭାଇସ୍ (SPD) ର ସ୍ଥାପନ ସ୍ଥାନ

SPD ଗୁଡ଼ିକର ସ୍ଥାପନ ସ୍ଥାନ ବଜ୍ରପାତ ବିପଦର ପରିମାଣ ଅନୁସାରେ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ ଏବଂ IEC 62305 ରେ ବଜ୍ରପାତ ସୁରକ୍ଷା ଜୋନ୍ (LPZ) ଧାରଣା ଉପରେ ଆଧାରିତ। କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଓଭରଭୋଲ୍ଟେଜ୍ କ୍ରମଶଃ ଏକ ନିରାପଦ ସ୍ତରକୁ ହ୍ରାସ କରାଯାଏ, ଯାହା ସୁରକ୍ଷିତ ଉପକରଣର ସହଜ ଭୋଲଟେଜ୍ ତଳେ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ। ଚିତ୍ରରେ ଦର୍ଶାଯାଇଥିବା ପରି, ଏହି ଜୋନ୍‌ଗୁଡ଼ିକର ସୀମାରେ SPD ଗୁଡ଼ିକ ସ୍ଥାପନ କରାଯାଇଛି, ଯାହା କମ୍-ଭୋଲଟେଜ୍ ସିଷ୍ଟମରେ ବ୍ୟବହୃତ ବହୁ-ସ୍ତରୀୟ ସର୍ଜ ସୁରକ୍ଷାର ଧାରଣାକୁ ଜନ୍ମ ଦିଏ। PV ସିଷ୍ଟମ ପାଇଁ, AC ଏବଂ DC ପାର୍ଶ୍ୱ ଦେଇ ବଜ୍ରପାତକୁ ପ୍ରବେଶ କରିବାରୁ ରୋକିବା ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦିଆଯାଇଛି, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଇନଭର୍ଟର ଭଳି ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ ସୁରକ୍ଷା ପ୍ରଦାନ କରାଯାଏ।

2. ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟିଭ୍ ଡିଭାଇସ୍ (SPD)ପରୀକ୍ଷା ଶ୍ରେଣୀ

IEC 61643-11 ଅନୁଯାୟୀ, SPD ଗୁଡ଼ିକୁ ବଜ୍ରପାତ ପ୍ରବାହର ପ୍ରକାର ଉପରେ ଆଧାର କରି ତିନୋଟି ପରୀକ୍ଷା ବର୍ଗରେ ବର୍ଗୀକୃତ କରାଯାଇଛି ଯାହା ସହ୍ୟ କରିବା ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଛି। ପ୍ରକାର I ପରୀକ୍ଷା (T1 ଭାବରେ ଚିହ୍ନିତ) ଏକ କୋଠା ଭିତରକୁ ପରିଚାଳିତ ହୋଇପାରେ ଆଂଶିକ ବଜ୍ରପାତକୁ ଅନୁକରଣ କରିବା ପାଇଁ ଉଦ୍ଦିଷ୍ଟ। ଏଗୁଡ଼ିକ ଚିତ୍ର ବ୍ଲୋରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି 10/350 µs ତରଙ୍ଗରୂପ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି, ଏବଂ ସାଧାରଣତଃ LPZ0 ଏବଂ LPZ1 ମଧ୍ୟରେ ସୀମାରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ - ଯେପରିକି ମୁଖ୍ୟ ବଣ୍ଟନ ବୋର୍ଡ କିମ୍ବା କମ୍-ଭୋଲଟେଜ୍ ଟ୍ରାନ୍ସଫର୍ମର ଇନକମର୍ସରେ। ଏହି ସ୍ତର ପାଇଁ SPD ଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ଭୋଲଟେଜ୍-ସୁଇଚିଂ ପ୍ରକାରର, ଗ୍ୟାସ୍ ଡିସଚାର୍ଜ ଟ୍ୟୁବ୍ କିମ୍ବା ସ୍ପାର୍କ ଫାଙ୍କ ଭଳି ଉପାଦାନ ସହିତ (ଯଥା, ହର୍ଣ୍ଣ ଫାଙ୍କ କିମ୍ବା ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଫାଙ୍କ)।

ପ୍ରକାର II (T2) ଏବଂ ପ୍ରକାର III (T3) ପରୀକ୍ଷାଗୁଡ଼ିକ କ୍ଷୁଦ୍ର-ଅବଧି ଆବେଗ ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତି। ପ୍ରକାର II SPDଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ ଭୋଲଟେଜ-ସୀମିତ ଉପକରଣ ଯାହା ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ଭାରିଷ୍ଟର (MOV) ପରି ଉପାଦାନ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଏଗୁଡ଼ିକୁ 8/20 µs କରେଣ୍ଟ ୱେଭଫର୍ମ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ନାମମାତ୍ର ଡିସଚାର୍ଜ କରେଣ୍ଟ ସହିତ ପରୀକ୍ଷିତ କରାଯାଏ (ଚିତ୍ର ବ୍ଲୋ ଦେଖନ୍ତୁ), ଏବଂ ଅପଷ୍ଟ୍ରିମ୍ ସୁରକ୍ଷା ଡିଭାଇସରୁ ଆସୁଥିବା ଅବଶିଷ୍ଟ ସର୍ଜ ଭୋଲଟେଜକୁ ଆହୁରି ସୀମିତ କରିବା ପାଇଁ ଦାୟୀ। ପ୍ରକାର III ପରୀକ୍ଷାଗୁଡ଼ିକ 1.2/50 µs ଭୋଲଟେଜ ଏବଂ 8/20 µs କରେଣ୍ଟ ଆବେଗ ସହିତ ଏକ ମିଶ୍ରଣ ତରଙ୍ଗ ଜେନେରେଟର ବ୍ୟବହାର କରେ (ନିମ୍ନରେ ଚିତ୍ର ଦେଖନ୍ତୁ), ଶେଷ-ବ୍ୟବହାର ଉପକରଣର ନିକଟତର ସର୍ଜକୁ ଅନୁକରଣ କରେ।

3. ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟିଭ୍ ଡିଭାଇସ୍ (SPDs) ର ସଂଯୋଗ ପ୍ରକାର

କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଅଧିକ ଭୋଲଟେଜ ବିରୁଦ୍ଧରେ ସୁରକ୍ଷାର ଦୁଇଟି ମୁଖ୍ୟ ପଦ୍ଧତି ଅଛି। ପ୍ରଥମଟି ହେଉଛି ସାଧାରଣ-ମୋଡ୍ ସୁରକ୍ଷା (CT1), ଯାହା ଲାଇଭ୍ କଣ୍ଡକ୍ଟର ଏବଂ PE (ପ୍ରତିରକ୍ଷାକାରୀ ପୃଥିବୀ) ମଧ୍ୟରେ ଉଚ୍ଛେଦ ବିରୁଦ୍ଧରେ ସୁରକ୍ଷା ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଛି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ବଜ୍ରପାତ ଏକ ସିଷ୍ଟମରେ ଭୂମି ତୁଳନାରେ ଉଚ୍ଚ ଭୋଲଟେଜ ପ୍ରବେଶ କରାଇପାରେ। ସାଧାରଣ-ମୋଡ୍ ସୁରକ୍ଷା ନିମ୍ନରେ ଦର୍ଶାଯାଇଥିବା ପରି ବଜ୍ରପାତ ପରି ବାହ୍ୟ ବିଭ୍ରାଟର ପ୍ରଭାବକୁ ହ୍ରାସ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ।

ଦ୍ୱିତୀୟଟି ହେଉଛି ଡିଫରେନ୍ସିଆଲ୍-ମୋଡ୍ ସୁରକ୍ଷା (CT2), ଯାହା ରେଖା ପରିବାହୀ (L) ଏବଂ ନିରପେକ୍ଷ ପରିବାହୀ (N) ମଧ୍ୟରେ ଉଚ୍ଛେଦ ବିରୁଦ୍ଧରେ ସୁରକ୍ଷା ପ୍ରଦାନ କରେ। ଏହି ପ୍ରକାରର ସୁରକ୍ଷା ନିମ୍ନରେ ଥିବା ଚିତ୍ରରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଶବ୍ଦ କିମ୍ବା ସିଷ୍ଟମ ମଧ୍ୟରେ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ହସ୍ତକ୍ଷେପ ଭଳି ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ବିଭ୍ରାଟକୁ ସମାଧାନ କରିବା ପାଇଁ ବିଶେଷ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

ଏହି ସୁରକ୍ଷା ମୋଡ୍ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ କିମ୍ବା ଉଭୟକୁ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ କରି, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକୁ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ଉତ୍ସରୁ ଭଲ ଭାବରେ ସୁରକ୍ଷା ଦିଆଯାଇପାରିବ, ଶେଷରେ ସଂଯୁକ୍ତ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ଏବଂ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ।

ଏହା ମନେ ରଖିବା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଯେ SPD ସୁରକ୍ଷା ମୋଡ୍ ଚୟନ ଗ୍ରାଉଣ୍ଡିଂ ସିଷ୍ଟମ ସହିତ ସମାନ ହେବା ଉଚିତ। TN ସିଷ୍ଟମ ପାଇଁ, ଉଭୟ CT1 ଏବଂ CT2 ସୁରକ୍ଷା ମୋଡ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ। ତଥାପି, TT ସିଷ୍ଟମରେ, CT1 କେବଳ RCD ର ନିମ୍ନ ପାର୍ଶ୍ୱରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇପାରିବ। IT ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକରେ - ବିଶେଷକରି ଯେଉଁଗୁଡ଼ିକରେ ଏକ ନିରପେକ୍ଷ କଣ୍ଡକ୍ଟର ନାହିଁ - CT2 ସୁରକ୍ଷା ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ନୁହେଁ। IT ଗ୍ରାଉଣ୍ଡିଂ ବିନ୍ୟାସ ବ୍ୟବହାର କରୁଥିବା DC ବଣ୍ଟନ ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକରେ ଏହା ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବିଚାର। ବିବରଣୀ ନିମ୍ନରେ ଥିବା ସାରଣୀରେ ମିଳିପାରିବ।

୪. ସର୍ଜ ପ୍ରୋଟେକ୍ଟିଭ୍ ଡିଭାଇସ୍ (SPD)ର ପ୍ରମୁଖ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ

ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ମାନକ IEC 61643-11 ଅନୁଯାୟୀ, ଚିତ୍ର 7 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, କମ୍-ଭୋଲଟେଜ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ବଣ୍ଟନ ବ୍ୟବସ୍ଥା ସହିତ ସଂଯୁକ୍ତ SPD ଗୁଡ଼ିକର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଏବଂ ପରୀକ୍ଷା ପରିଭାଷିତ ହୋଇଛି।

(୧) ଭୋଲଟେଜ ସୁରକ୍ଷା ସ୍ତର (ଉପର)

SPD ଚୟନ କରିବାରେ ସବୁଠାରୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଦିଗ ହେଉଛି ଏହାର ଭୋଲଟେଜ ସୁରକ୍ଷା ସ୍ତର (Up), ଯାହା ଟର୍ମିନାଲଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଭୋଲଟେଜକୁ ସୀମିତ କରିବାରେ SPDର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବର୍ଣ୍ଣିତ କରେ। ଏହି ମୂଲ୍ୟ ସର୍ବାଧିକ କ୍ଲାମ୍ପିଂ ଭୋଲଟେଜଠାରୁ ଅଧିକ ହେବା ଉଚିତ। SPD ଦେଇ ପ୍ରବାହିତ କରେଣ୍ଟ ନାମମାତ୍ର ଡିସଚାର୍ଜ କରେଣ୍ଟ In ସହିତ ସମାନ ହେଲେ ଏହା ପହଞ୍ଚିଥାଏ। ଚୟନିତ ଭୋଲଟେଜ ସୁରକ୍ଷା ସ୍ତର ଲୋଡର ଇମ୍ପଲ୍ସ ସହଜ ଭୋଲଟେଜ Uw ଠାରୁ କମ୍ ହେବା ଉଚିତ। ବଜ୍ରପାତ କ୍ଷେତ୍ରରେ, SPD ଟର୍ମିନାଲଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଭୋଲଟେଜ ସାଧାରଣତଃ Up ତଳେ ରଖାଯାଏ। PV DC ସିଷ୍ଟମ ପାଇଁ, ଲୋଡ୍ ସାଧାରଣତଃ PV ମଡ୍ୟୁଲ ଏବଂ ଇନଭର୍ଟରଗୁଡ଼ିକୁ ବୁଝାଏ।

(୨) ସର୍ବାଧିକ ନିରନ୍ତର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଭୋଲଟେଜ (Uc)

Uc ହେଉଛି ସର୍ବାଧିକ DC ଭୋଲଟେଜ ଯାହାକୁ SPD ସୁରକ୍ଷା ମୋଡରେ ନିରନ୍ତର ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇପାରିବ। ଏହାକୁ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କିତ ଭୋଲଟେଜ ଏବଂ ସିଷ୍ଟମର ଗ୍ରାଉଣ୍ଡିଂ ବିନ୍ୟାସ ଉପରେ ଆଧାର କରି ଚୟନ କରାଯାଏ ଏବଂ SPDର ସକ୍ରିୟକରଣ ସୀମା ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। PV ସିଷ୍ଟମର DC ପାର୍ଶ୍ୱ ପାଇଁ, Uc PV ଆରେର Uoc Max ଠାରୁ ଅଧିକ କିମ୍ବା ସମାନ ହେବା ଉଚିତ। Uoc Max ଲାଇଭ୍ ଟର୍ମିନାଲ ମଧ୍ୟରେ ଏବଂ PV ଆରେର ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ବିନ୍ଦୁରେ ଲାଇଭ୍ ଟର୍ମିନାଲ ଏବଂ ଗ୍ରାଉଣ୍ଡ ମଧ୍ୟରେ ସର୍ବାଧିକ ଓପନ୍-ସର୍କିଟ୍ ଭୋଲଟେଜକୁ ବୁଝାଏ।

(3) ନାମମାତ୍ର ନିର୍ଗତ କରେଣ୍ଟ (ଇଞ୍ଚ)

ଏହା SPD ଦେଇ ପ୍ରବାହିତ 8/20 μs ତରଙ୍ଗରୂପ କରେଣ୍ଟର ସର୍ବୋଚ୍ଚ ମୂଲ୍ୟ, ଯାହାକି ପ୍ରକାର II ପରୀକ୍ଷା ପାଇଁ ଏବଂ ପ୍ରକାର I ଏବଂ ପ୍ରକାର II। IEC ଆବଶ୍ୟକ କରେ ଯେ SPD 8/20 μs ତରଙ୍ଗରୂପ କରେଣ୍ଟର ଅତି କମରେ 19 ଡିସଚାର୍ଜ ସହ୍ୟ କରିପାରିବ। In ମୂଲ୍ୟ ଯେତେ ଅଧିକ ହେବ, SPD ର ଜୀବନକାଳ ସେତେ ଅଧିକ ହେବ, କିନ୍ତୁ ମୂଲ୍ୟ ମଧ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ପାଇବ।

(4) ଇମ୍ପଲ୍ସ କରେଣ୍ଟ (Iimp)

ତିନୋଟି ପାରାମିଟର ଦ୍ୱାରା ପରିଭାଷିତ: କରେଣ୍ଟ ପିକ୍ (Ipeak), ଚାର୍ଜ (Q), ଏବଂ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି (W/R), ଏହି କରେଣ୍ଟ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ ପ୍ରକାର I ପରୀକ୍ଷା। ସାଧାରଣ ତରଙ୍ଗରୂପ ହେଉଛି 10/350 μs।